Linked Data & SPARQL. Eine Einführung. Birte Glimm Institut für Künstliche Intelligenz 12. Mai 2012

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1 Birte Glimm Institut für Künstliche Intelligenz 12. Mai 2012 Linked Data & SPARQL Eine Einführung Foliensatz adaptiert von Andreas Harth und M. Krötzsch. Die nichtkommerzielle Vervielfältigung, Verbreitung und Bearbeitung ist zulässig ( Lizenz CC-BY-NC).

2 2/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Agenda Resource Description Framework Linked Data SPARQL Komplexe Graph-Muster in SPARQL Filter in SPARQL Ausgabeformate in SPARQL Modifikatoren in SPARQL

3 3/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Agenda Resource Description Framework Linked Data SPARQL Komplexe Graph-Muster in SPARQL Filter in SPARQL Ausgabeformate in SPARQL Modifikatoren in SPARQL

4 4/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Allgemeines zu RDF Resource Description Framework W3C Recommendation ( Zur Zeit in der Überarbeitung RDF ist ein Datenmodell ursprünglich: zur Angabe von Metadaten für Web-Ressourcen, später allgemeiner kodiert strukturierte Informationen universelles, maschinenlesbares Austauschformat

5 5/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Daten als Menge von Tripeln Graphdarstellung Verschiedene syntaktische Darstellungsformen /22-rdf-syntax-ns#type Semantic Web Grundlagen

6 6/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Agenda Resource Description Framework Linked Data SPARQL Komplexe Graph-Muster in SPARQL Filter in SPARQL Ausgabeformate in SPARQL Modifikatoren in SPARQL

7 7/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Daten im Web Immer mehr Anbieter stellen nicht nur Webseiten (HTML) im Web zur Verfügung sondern (auch) Daten Dabei werden Semantic Web Standards verwendet (siehe Linking Open Data (LOD) Initiative) CommunityProjects/LinkingOpenData Verwendet werden APIs, z.b. via JSON/REST, für den programmatischen Zugriff Semantic Web Technologien vereinfachen die Integration von Daten aus verschiedenen Quellen Die Kombination von Daten erlaubt tiefere Einblicke

8 8/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Linked Data im Web Linking Open Data cloud diagram, by Richard Cyganiak and Anja Jentzsch.

9 9/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Linked Data im Web ECS Sem- South- Web- ampton updated Central Musicbrainz Audio- Scrobbler QDOS Doapspace Flickr exporter SIOC profiles Jamendo BBC Later + TOTP BBC John Peel Magnatune FOAF profiles Ontoworld SW Conference Corpus Open- Guides Geonames Revyu US Census Data NEW! Gov- Track riese Wikicompany World Factbook Eurostat W3C WordNet DBpedia Open Cyc lingvoj flickr wrappr Project Gutenberg DBLP Berlin DBLP Hannover RKB Explorer RDF Book Mashup NEW! Linking Open Data cloud diagram, by Richard Cyganiak and Anja Jentzsch.

10 10/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Linked Data im Web BBC Playcount Data MySpace Wrapper Musicbrainz Surge LIBRIS Radio Audio- Scrobbler QDOS ECS Southampton Doapspace Sem- Web- Central Flickr exporter Wikicompany Semantic Web.org RDF ohloh Budapest SW BME Conference Corpus Resex IRIT Toulouse Eurécom ReSIST Project Wiki BBC BBC Crunch Later + John BBC Music Base Jamendo TOTP Peel Pub Geonamestat Euro- Guide BBC Programmes riese World Magnatunbook Fact- Linked GeoData US Census W3C Data WordNet Gov- UMBEL Track Open Cyc Yago Daily Med Pub Chem Homolo Gene Diseasome CAS Symbol RAE National FOAF 2001 Science SIOC Revyu ACM Foundation profiles Sites Open- Guides DBLP Project flickr RKB Gutenberg Pisa CORDIS wrappr Explorer Virtuoso Sponger eprints Open Calais RKB Linked ECS MDB IEEE Newcastle Southampton RDF Book DBpedia Mashup lingvoj Freebase CiteSeer LAAS- CNRS DBLP IBM Hannover UniRef GEO Species DBLP Berlin Reactome LinkedCT UniParc Taxonomy Drug PROSITE Bank GeneID KEGG UniProt Pfam ProDom Gene ChEBI Ontology OMIM Inter Pro UniSTS PDB HGNC MGI PubMed As of July 2009 Linking Open Data cloud diagram, by Richard Cyganiak and Anja Jentzsch.

11 reference data.gov.uk (EnAKTing) Mortality (En- AKTing) (En- AKTing) (En- AKTing) research data.gov.uk education data.gov.uk statistics data.gov.uk Climbing Eurostat (FUB) Moseley Folk Plymouth Reading Lists Uni Pathway MARC Codes List data dcs semantic web.org (RKB Explorer) Eurécom Budapest 11/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Linked Data im Web Sussex St. Reading Andrews NDL Audioscrobbler Lists Lists Resource subjects t4gm MySpace (DBTune) (DBTune) RAMEAU NTU SH lobid GTAA Resource Organisations Lists Music ECS Magnatune (Data Brainz LIBRIS ampton The Open Brainz Music South- DB Library LCSH Tropes lobid Ulm Incubator) (zitgist) Manchester Resources EPrints Surge biz. Radio Music Reading RISKS Lists The Open ECS data. John Brainz Discogs Library PSH Gem. UB Southampton gov.uk Peel FanHubz (DBTune) (Data Incubator) (Talis) Normdateheim RESEX Mann- (DB Jamendo Tune) Population (En- pédia Poké- DEPLOY Last.fm Artists Last.FM RDF AKTing) Linked EUTC (DBTune) (rdfize) LCCN VIAF Book Wiki Productions classical P20 Pisa NHS Mashup Pokedex (DB Tune) PBAC ECS BBC Energy OpenEI Program BBC Semantic Lotico Revyu CO2 OAI mes Music Crunch SW Chronicling Event- MDB Linked Base Dog NSZL RDF Food IRIT America Media Catalog ohloh BBC DBLP Goodwin ACM IBM Ordnance Openly Wildlife BibBase Rechtspraak. (RKB Finder Explorer) legislation Survey Local Telegraphis York flickr (L3S) New- Family New DBLP VIVO UF.gov.uk nl VIVO Times castle URI wrappr OpenCal Indiana UK Postcodes (FU RAE2001 Burner ais DBLP VIVO CiteSeer Roma LOIUS Taxon iserve Berlin) IEEE Cornell Concept World Geo ESD Factbook dotac Names OS standards NASA (FUB) Freebase Linked Data Project for Intervals (Data Gutenberg STW GESIS Course- transport eprints CORDIS Incubator) DBpedia ware data.gov (FUB) Fishes ERA.uk UN/ of Texas Geo LOCODE Uberblic Species The dbpedia TCM SIDER Pub KISTI Gene JISC London Geo lite STITCH Chem KEGG DIT LAAS Gazette TWC LOGD Linked Daily Eurostat OBO Drug Data UMBEL lingvoj Med (es) Diseasome YAGO Medi Care ChEBI KEGG NSF Linked Linked Drug KEGG KEGG Cpd GovTrack rdfabout Glycan Sensor Data CT US SEC Open Bank Pathway (Kno.e.sis) riese Reactome Cyc Lexvo Semantic totl.net Pfam PDB HGNC XBRL WordNet KEGG KEGG Twarql (VUA) Linked Taxonomy CAS Reaction rdfabout UniProt Enzyme EUNIS Open US Census Numbers PRO- ProDom Chem2 UniRef SITE Bio2RDF WordNet SGD Homolo Linked (W3C) Affymetrix PubMed Gene Gene Cornetto GeoData UniParc Ontology GeneID Airports Product DB UniSTS MGI Gen Bank OMIM InterPro As of September 2010 Linking Open Data cloud diagram, by Richard Cyganiak and Anja Jentzsch.

12 12/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Linked Data im Web As of September 2011 Music Brainz (zitgist) P20 Turismo de Zaragoza yovisto Yahoo! Geo Planet YAGO World Factbook El Viajero Tourism WordNet (W3C) WordNet (VUA) VIVO UF VIVO Indiana VIVO Cornell VIAF URI Burner Sussex Reading Lists Plymouth Reading Lists UniRef UniProt UMBEL UK Postcodes legislation data.gov.uk Uberblic UB Mannheim TWC LOGD Twarql transport data.gov. uk Traffic Scotland theses. fr Thesaurus W totl.net Telegraphis TCM Gene DIT Taxon Concept Open Library (Talis) tags2con delicious t4gm info Swedish Open Cultural Heritage Surge Radio Sudoc STW RAMEAU SH statistics data.gov. uk St. Andrews Resource Lists ECS Southampton EPrints SSW Thesaur us Smart Link Slideshare 2RDF semantic web.org Semantic Tweet Semantic XBRL SW Dog Food Source Code Ecosystem Linked Data US SEC (rdfabout) Sears Scotland Geography Scotland Pupils & Exams Scholarometer WordNet (RKB Explorer) Wiki UN/ LOCODE Ulm ECS (RKB Explorer) Roma RISKS RESEX RAE2001 Pisa OS OAI NSF Newcastle LAAS KISTI JISC IRIT IEEE IBM Eurécom ERA eprints dotac DEPLOY DBLP (RKB Explorer) Crime Reports UK Courseware CORDIS (RKB Explorer) CiteSeer Budapest ACM riese Revyu research data.gov. uk Ren. Energy Generators reference data.gov. uk Rechtspraak. nl RDF ohloh Last.FM (rdfize) RDF Book Mashup Rådata nå! PSH Product Types Ontology Product DB PBAC Poképédia patents data.go v.uk Ox Points Ordnance Survey Openly Local Open Library Open Cyc Open Corporates Open Calais OpenEI Open Election Data Project Open Data Thesaurus Ontos News Portal OGOLOD Janus AMP Ocean Drilling Codices New York Times NVD ntnusc NTU Resource Lists Norwegian MeSH NDL subjects ndlna my Experiment Italian Museums meducator MARC Codes List Manchester Reading Lists Lotico Weather Stations London Gazette LOIUS Linked Open Colors lobid Resources lobid Organisations LEM Linked MDB LinkedL CCN Linked GeoData LinkedCT Linked User Feedback LOV Linked Open Numbers LODE Eurostat (Ontology Central) Linked EDGAR (Ontology Central) Linked Crunchbase lingvoj Lichfield Spending LIBRIS Lexvo LCSH DBLP (L3S) Linked Sensor Data (Kno.e.sis) Klappstuhlclub Goodwin Family National Radioactivity JP Jamendo (DBtune) Italian public schools ISTAT Immigration iserve IdRef Sudoc NSZL Catalog Hellenic PD Hellenic FBD Piedmont Accomodations GovTrack GovWILD Google Art wrapper gnoss GESIS GeoWord Net Geo Species Geo Names Geo Linked Data GEMET GTAA STITCH SIDER Project Gutenberg Medi Care Eurostat (FUB) EURES Drug Bank Diseasome DBLP (FU Berlin) Daily Med CORDIS (FUB) Freebase flickr wrappr Fishes of Texas Finnish Municipalities ChEMBL FanHubz Event Media EUTC Productions Eurostat Europeana EUNIS EU Institutions ESD standards EARTh Enipedia Population (En- AKTing) NHS (En- AKTing) Mortality (En- AKTing) Energy (En- AKTing) Crime (En- AKTing) CO2 Emission (En- AKTing) EEA SISVU educatio n.data.g ov.uk ECS Southampton ECCO- TCP GND Didactal ia DDC Deutsche Biographie data dcs Music Brainz (DBTune) Magnatune John Peel (DBTune) Classical (DB Tune) Audio Scrobbler (DBTune) Last.FM artists (DBTune) DB Tropes Portuguese DBpedia dbpedia lite Greek DBpedia DBpedia dataopenac-uk SMC Journals Pokedex Airports NASA (Data Incubator) Music Brainz (Data Incubator) Moseley Folk Metoffice Weather Forecasts Discogs (Data Incubator) Climbing data.gov.uk intervals Data Gov.ie data bnf.fr Cornetto reegle Chronicling America Chem2 Bio2RDF Calames business data.gov. uk Bricklink Brazilian Politicians BNB UniSTS UniPath way UniParc Taxono my UniProt (Bio2RDF) SGD Reactome PubMed Pub Chem PRO- SITE ProDom Pfam PDB OMIM MGI KEGG Reaction KEGG Pathway KEGG Glycan KEGG Enzyme KEGG Drug KEGG Compound InterPro Homolo Gene HGNC Gene Ontology GeneID Affymetrix bible ontology BibBase FTS BBC Wildlife Finder BBC Program mes BBC Music Alpine Ski Austria LOCAH Amsterdam Museum AGROV OC AEMET US Census (rdfabout) Linking Open Data cloud diagram, by Richard Cyganiak and Anja Jentzsch.

13 13/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Semantic Web Technologien Nützlich zum Publizieren, zum Austausch und zur Integration von Daten Semantic Web Technologien sind mittlerweile recht ausgereift IRIs (IETF RFC 3987, 2005) HTTP (IETF RFC 2616, 1999) RDF (W3C Recommendation, 1999, Update in 2004) RDFS (W3C Recommendation, 2004) SPARQL (W3C Recommendation, 2008, Update im Moment) OWL (W3C Recommendation, 2004, Update in 2009) Linked Data besteht aus einigen Prinzipien zum Publizieren von Daten im Web

14 14/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Linked Data Principles* 1. Use URIs to name things; not only documents, but also people, locations, concepts, etc. 2. To enable agents (human users and machine agents alike) to look up those names, use HTTP URIs 3. When someone looks up a URI we provide useful information; with useful in the strict sense we usually mean structured data in RDF. 4. Include links to other URIs allowing agents (machines and humans) to discover more things *

15 15/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Zusammenhang zwischen URI einer Sache und URI einer Quelle User Agent HTTP GET RDF Web Server

16 16/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Zusammenhang zwischen URI einer Sache und URI einer Quelle User Agent HTTP GET 303* HTTP GET RDF Web Server *HTTP Response Code 303: See Other

17 17/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Hintergrund: Uniform Resource Identifiers Ein Uniform Resource Identifier ist eine kompakte Sequenz von Charakteren, die eine abstrakte oder physikalische Ressource identifizieren [RFC3986] Syntax URI = Schema ":" [ Anbieter ] Pfad [ "?" Abfrage ] [ "#" Teil ] Beispiel Anbieter Abfrage { }} { { }} { foo:// } {{ } example.com:8042/ }{{} bar?name=peter#titel } {{ } Schema Pfad Teil

18 18/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 URIs/IRIs Protokoll Domäne { }} {{ }} { semanticweb.org/id/ Axel_Polleres } {{ }} {{ } Namensraum Lokaler Name Präfix { }} { thing: { Axel_Polleres }} { URIs sind Uniform Resource Identifiers IRIs sind Unicode-basierte Internationalized Resource Identifiers Jede URI identifiziert eine Entität Semantic Web URIs nutzen üblicherweise HTTP HyperText Transfer Protocol Können idealerweise aufgelöst werden, um weitere Daten zu erhalten Linked Data

19 19/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 HTTP Übersicht HTTP Nachrichten bestehen aus der Anfrage eines Clients an einen Server und die Antworten des Servers zum Client Bestimmte Methoden sind vordefiniert (z.b. GET, POST, etc.), aber weitere können definiert werden Eine Menge von Statuscodes ist definiert: Informational 1xx, provisional response, (100 Continue) Successful 2xx, request successfully received, understood, and accepted (201 Created) Redirection 3xx, further action needs to be taken by user agent to fulfill the request (301 Moved Permanently) Client Error 4xx, client erred (405 Method Not Allowed) Server Error 5xx, server encountered an unexpected condition (501 Not Implemented)

20 20/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 HTTP Content Negotiation Content Negotiation (CN, conneg) ist der Prozess der Selektion der besten Repräsentation für eine Anfrage wenn mehrere Repräsentationen verfügbar sind Drei Arten: server-driven, agent-driven, transparent $ curl -H "Accept: application/rdf+xml" HTTP/ See Other Content-Type: application/rdf+xml Location: $ curl Tool um Daten zu einem Server zu schicken oder von einem Server zu empfangen -H bedeutet nur HTTP/HTTPS

21 21/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Semantic Web Application Architecture

22 21/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Semantic Web Application Architecture

23 22/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Linked Data Anwendungen: Minimale Architektur As of September 2011 Music Brainz (zitgist) P20 Turismo de Zaragoza yovisto Yahoo! Geo Planet YAGO World Factbook El Viajero Tourism WordNet (W3C) WordNet (VUA) VIVO UF VIVO Indiana VIVO Cornell VIAF URI Burner Sussex Reading Lists Plymouth Reading Lists UniRef UniProt UMBEL UK Postcodes legislation data.gov.uk Uberblic UB Mannheim TWC LOGD Twarql transport data.gov. uk Traffic Scotland theses. fr Thesaurus W totl.net Telegraphis TCM Gene DIT Taxon Concept Open Library (Talis) tags2con delicious t4gm info Swedish Open Cultural Heritage Surge Radio Sudoc STW RAMEAU SH statistics data.gov. uk St. Andrews Resource Lists ECS Southampton EPrints SSW Thesaur us Smart Link Slideshare 2RDF semantic web.org Semantic Tweet Semantic XBRL SW Dog Food Source Code Ecosystem Linked Data US SEC (rdfabout) Sears Scotland Geography Scotland Pupils & Exams Scholarometer WordNet (RKB Explorer) Wiki UN/ LOCODE Ulm ECS (RKB Explorer) Roma RISKS RESEX RAE2001 Pisa OS OAI NSF Newcastle LAAS KISTI JISC IRIT IEEE IBM Eurécom ERA eprints dotac DEPLOY DBLP (RKB Explorer) Crime Reports UK Courseware CORDIS (RKB Explorer) CiteSeer Budapest ACM riese Revyu research data.gov. uk Ren. Energy Generators reference data.gov. uk Rechtspraak. nl RDF ohloh Last.FM (rdfize) RDF Book Mashup Rådata nå! PSH Product Types Ontology Product DB PBAC Poképédia patents data.go v.uk Ox Points Ordnance Survey Openly Local Open Library Open Cyc Open Corporates Open Calais OpenEI Open Election Data Project Open Data Thesaurus Ontos News Portal OGOLOD Janus AMP Ocean Drilling Codices New York Times NVD ntnusc NTU Resource Lists Norwegian MeSH NDL subjects ndlna my Experiment Italian Museums meducator MARC Codes List Manchester Reading Lists Lotico Weather Stations London Gazette LOIUS Linked Open Colors lobid Resources lobid Organisations LEM Linked MDB LinkedL CCN Linked GeoData LinkedCT Linked User Feedback LOV Linked Open Numbers LODE Eurostat (Ontology Central) Linked EDGAR (Ontology Central) Linked Crunchbase lingvoj Lichfield Spending LIBRIS Lexvo LCSH DBLP (L3S) Linked Sensor Data (Kno.e.sis) Klappstuhlclub Goodwin Family National Radioactivity JP Jamendo (DBtune) Italian public schools ISTAT Immigration iserve IdRef Sudoc NSZL Catalog Hellenic PD Hellenic FBD Piedmont Accomodations GovTrack GovWILD Google Art wrapper gnoss GESIS GeoWord Net Geo Species Geo Names Geo Linked Data GEMET GTAA STITCH SIDER Project Gutenberg Medi Care Eurostat (FUB) EURES Drug Bank Diseasome DBLP (FU Berlin) Daily Med CORDIS (FUB) Freebase flickr wrappr Fishes of Texas Finnish Municipalities ChEMBL FanHubz Event Media EUTC Productions Eurostat Europeana EUNIS EU Institutions ESD standards EARTh Enipedia Population (En- AKTing) NHS (En- AKTing) Mortality (En- AKTing) Energy (En- AKTing) Crime (En- AKTing) CO2 Emission (En- AKTing) EEA SISVU educatio n.data.g ov.uk ECS Southampton ECCO- TCP GND Didactal ia DDC Deutsche Biographie data dcs Music Brainz (DBTune) Magnatune John Peel (DBTune) Classical (DB Tune) Audio Scrobbler (DBTune) Last.FM artists (DBTune) DB Tropes Portuguese DBpedia dbpedia lite Greek DBpedia DBpedia dataopenac-uk SMC Journals Pokedex Airports NASA (Data Incubator) Music Brainz (Data Incubator) Moseley Folk Metoffice Weather Forecasts Discogs (Data Incubator) Climbing data.gov.uk intervals Data Gov.ie data bnf.fr Cornetto reegle Chronicling America Chem2 Bio2RDF Calames business data.gov. uk Bricklink Brazilian Politicians BNB UniSTS UniPath way UniParc Taxono my UniProt (Bio2RDF) SGD Reactome PubMed Pub Chem PRO- SITE ProDom Pfam PDB OMIM MGI KEGG Reaction KEGG Pathway KEGG Glycan KEGG Enzyme KEGG Drug KEGG Compound InterPro Homolo Gene HGNC Gene Ontology GeneID Affymetrix bible ontology BibBase FTS BBC Wildlife Finder BBC Program mes BBC Music Alpine Ski Austria LOCAH Amsterdam Museum AGROV OC AEMET US Census (rdfabout) Abfrage Antwort

24 23/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Szenario Typisches Datenintegrationsszenario Gemeinsames Datenformat Daten Integration Interaktive Datenexploration Anfrage: Welche Jobangebote gibt es von Konkurrenten von Facebook?

25 24/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Agenda Resource Description Framework Linked Data SPARQL Komplexe Graph-Muster in SPARQL Filter in SPARQL Ausgabeformate in SPARQL Modifikatoren in SPARQL

26 25/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 SPARQL SPARQL (sprich engl. sparkle) steht für SPARQL Protocol And RDF Query Language W3C Spezifikation seit 2008 Zur Zeit Erweiterung auf SPARQL 1.1 Anfragsprache zur Abfrage von Instanzen aus RDF-Dokumenten Große praktische Bedeutung Teile der SPARQL 1.0 Spezifikation Anfragesprache: Thema dieser Vorlesung Ergebnisformat: Darstellung von Ergebnissen in XML Anfrageprotokoll: Übermittlung von Anfragen und Ergebnissen

27 26/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Teile der SPARQL 1.1 Spezifikation Query: Erweitert die Sprachkonstrukte für SPARQL Abfragen Update: zur Modifikation von RDF Graphen (Hinzufügen, Löschen) Graph Store HTTP Protocol: HTTP Operationen um eine Menge von Graphen zu verwalten Entailment Regimes: Abfragen auch von impliziten Konsequenzen Service Description: Methode zum Beschreiben von SPARQL Endpunkten Federation Extensions: Ausführung von verteilten Abfragen Query Results JSON Format: Abfrageergebnisse in JSON Query Results CSV, TSV Format: Komma und Tab separierte Abfrageergebnisse

28 27/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Einfache Anfragen Eine einfache Beispielanfrage: PREFIX foaf: < SELECT?name?mbox WHERE {?x foaf:name?name.?x foaf:mbox?mbox }

29 27/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Einfache Anfragen Eine einfache Beispielanfrage: PREFIX foaf: < SELECT?name?mbox WHERE {?x foaf:name?name.?x foaf:mbox?mbox } Die Bedingung der WHERE Klausel heisst query pattern/abfragemuster

30 27/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Einfache Anfragen Eine einfache Beispielanfrage: PREFIX foaf: < SELECT?name?mbox WHERE {?x foaf:name?name.?x foaf:mbox?mbox } Die Bedingung der WHERE Klausel heisst query pattern/abfragemuster Tripel mit Variablen heissen basic graph pattern (BGP) BGPs verwenden Turtle Syntax für RDF BGPs können Variablen (?variable oder $variable) enthalten

31 27/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Einfache Anfragen Eine einfache Beispielanfrage: PREFIX foaf: < SELECT?name?mbox WHERE {?x foaf:name?name.?x foaf:mbox?mbox } Die Bedingung der WHERE Klausel heisst query pattern/abfragemuster Tripel mit Variablen heissen basic graph pattern (BGP) BGPs verwenden Turtle Syntax für RDF BGPs können Variablen (?variable oder $variable) enthalten Abgekürzte IRIs sind möglich (PREFIX)

32 27/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Einfache Anfragen Eine einfache Beispielanfrage: PREFIX foaf: < SELECT?name?mbox WHERE {?x foaf:name?name.?x foaf:mbox?mbox } Die Bedingung der WHERE Klausel heisst query pattern/abfragemuster Tripel mit Variablen heissen basic graph pattern (BGP) BGPs verwenden Turtle Syntax für RDF BGPs können Variablen (?variable oder $variable) enthalten Abgekürzte IRIs sind möglich (PREFIX) Abfrageergebnis für die selektierten Variablen (SELECT)

33 28/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Beispielergebnis BGP: {?x foaf:name?name.?x foaf: _:a foaf:name "Birte Glimm" ; foaf:mbox "b.glimm@googl .com" ; foaf:icqchatid "b.glimm" ; foaf:aimchatid "b.glimm". _:b foaf:name "Sebastian Rudolph" ; foaf:mbox <mailto:rudolph@kit.edu>. _:c foaf:name "Pascal Hitzler" ; foaf:aimchatid "phi". foaf:icqchatid rdfs:subpropertyof foaf:nick. foaf:name rdfs:domain foaf:person. BGP Matching Ergebnis (Tabelle mit einer Zeile je Ergebnis): x name mbox _ :a "Birte Glimm" "b.glimm@googl .com" _ :b "Sebastian Rudolph" <mailto:rudolph@kit.edu>

34 29/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Beispielergebnis PREFIX foaf: < SELECT?name?mbox WHERE {?x foaf:name?name.?x foaf:mbox?mbox } BGP Matching Ergebnis: x name mbox _ :a "Birte Glimm" "b.glimm@googl .com" _ :b "Sebastian Rudolph" <mailto:rudolph@kit.edu> Abfrageergebnis: name "Birte Glimm" "Sebastian Rudolph" mbox "b.glimm@googl .com" <mailto:rudolph@kit.edu>

35 30/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Einfache Graph-Muster Die grundlegenden Anfragemuster sind einfache Graph-Muster oder basic graph patterns (BGPs) Menge von RDF-Tripeln in Turtle-Syntax Turtle-Abkürzungen (mittels, und ;) zulässig Variablen werden durch? oder $ gekennzeichnet (?variable hat gleiche Bedeutung wie $variable) Variablen zulässig als Subjekt, Prädikat oder Objekt

36 30/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Einfache Graph-Muster Die grundlegenden Anfragemuster sind einfache Graph-Muster oder basic graph patterns (BGPs) Menge von RDF-Tripeln in Turtle-Syntax Turtle-Abkürzungen (mittels, und ;) zulässig Variablen werden durch? oder $ gekennzeichnet (?variable hat gleiche Bedeutung wie $variable) Variablen zulässig als Subjekt, Prädikat oder Objekt Zulässig lesbar: PREFIX foaf: < SELECT?rf456df?ac66sB WHERE {?h4df8q foaf:name?rf456df.?h4df8q foaf:mbox?ac66sb } (semantisch äquivalent zur vorherigen Anfrage)

37 31/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Was bedeuten leere Knoten in SPARQL? Leere Knoten in Anfragemustern: Zulässig als Subjekt oder Objekt ID beliebig, aber niemals gleiche ID mehrfach pro Anfrage Verhalten sich wie Variablen, die nicht ausgewählt werden können

38 31/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Was bedeuten leere Knoten in SPARQL? Leere Knoten in Anfragemustern: Zulässig als Subjekt oder Objekt ID beliebig, aber niemals gleiche ID mehrfach pro Anfrage Verhalten sich wie Variablen, die nicht ausgewählt werden können Leere Knoten in Ergebnissen: Platzhalter für unbekannte Elemente IDs beliebig, aber eventuell an andere Ergebnisteile gebunden: subj Wert _:a "zum" _:b "Beispiel" subj Wert _:y "zum" _:g "Beispiel" subj Wert _:z "zum" _:z "Beispiel"

39 32/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Datasets und FROM (NAMED) Keine FROM Klausel notwendug Jeder SPARQL Service spezifiziert ein Dataset bestehend aus einem Default Graphen und keinem oder mehr benannten Graphen (named graphs) Keine FROM Klausel Auswertung bzgl. des Default Graphen FROM NAMED in Kombination mit dem GRAPH Schlüsselwort Auswertung über den benannten Graphen FROM Klausel Erzeugung eines neuen Default Graphen für die Abfrage SELECT?name?mbox FROM NAMED < < WHERE { GRAPH?g {?x foaf:name?name.?x foaf:mbox?mbox } }

40 33/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 xsd: ex: < ex:ex1 ex:p "test". ex:ex2 ex:p "test"^^xsd:string. ex:ex3 ex:p ex:ex4 ex:p "42"^^xsd:integer. Was liefert eine Anfrage mit folgendem Muster? {?subject < "test". }

41 33/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 xsd: ex: < ex:ex1 ex:p "test". ex:ex2 ex:p "test"^^xsd:string. ex:ex3 ex:p ex:ex4 ex:p "42"^^xsd:integer. Was liefert eine Anfrage mit folgendem Muster? {?subject < "test". } ex:ex1 als einziges Ergebnis genaue Übereinstimmung der Datentypen gefordert Aber: Abkürzung für Zahlenwerte möglich {?subject < 42. } Datentyp wird aus syntaktischer Form bestimmt: xsd:integer (42), xsd:decimal (42.2), xsd:double (1.0e6)

42 34/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Gruppierende Graph-Muster Einfache Graph-Muster können durch {... } gruppiert werden. Beispiel: PREFIX ex: < SELECT?titel?author WHERE { {?buch ex:publishedby < ex:titel?titel. } { }?buch ex:author?author. } Sinnvoll erst bei Verwendung zusätzlicher Konstruktoren

43 35/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Optionale Muster Das Schlüsselwort OPTIONAL erlaubt die Angabe optionaler Teile eines Musters. Beispiel: {?book ex:publishedby < OPTIONAL {?book ex:titel?titel. } OPTIONAL {?book ex:author?author. } }

44 35/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Optionale Muster Das Schlüsselwort OPTIONAL erlaubt die Angabe optionaler Teile eines Musters. Beispiel: {?book ex:publishedby < OPTIONAL {?book ex:titel?titel. } OPTIONAL {?book ex:author?author. } } Teile eines Anfrageergebnisses können ungebunden sein: book titel author < "Titel1" < < "Titel2" < "Titel3" _:a < _:a <

45 36/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Alternative Muster Das Schlüsselwort UNION erlaubt die Angabe alternativer Teile eines Musters. Example: {?book ex:publishedby < {?book ex:author?author. } UNION {?book ex:editor?author. } } Ergebnis entspricht Vereinigung der Ergebnisse mit einer der beiden Bedingungen Anm.: Gleiche Variablennamen in beiden Teilen von UNION beeinflussen sich nicht

46 37/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Kombination von Optionen und Alternativen (1) Wie sind Kombinationen von OPTIONAL und UNION zu verstehen? {?book ex:publishedby < {?book ex:author?author. } UNION {?book ex:editor?author. } OPTIONAL {?author ex:surname?name. } } Vereinigung zweier Muster mit angefügtem optionalem Muster oder Vereinigung zweier Muster, wobei das zweite einen optionalen Teil hat?

47 37/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Kombination von Optionen und Alternativen (1) Wie sind Kombinationen von OPTIONAL und UNION zu verstehen? {?book ex:publishedby < {?book ex:author?author. } UNION {?book ex:editor?author. } OPTIONAL {?author ex:surname?name. } } Vereinigung zweier Muster mit angefügtem optionalem Muster oder Vereinigung zweier Muster, wobei das zweite einen optionalen Teil hat? Erste Interpretation korrekt: {?book ex:publishedby < { {?book ex:author?author. } UNION {?book ex:editor?author. } } OPTIONAL {?author ex:surname?name. } }

48 38/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Kombination von Optionen und Alternativen (2) Allgemeine Regeln OPTIONAL bezieht sich immer auf genau ein gruppierendes Muster rechts davon. OPTIONAL und UNION sind gleichwertig und beziehen sich auf jeweils alle links davon stehenden Ausdrücke (linksassoziativ)

49 39/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Wozu Filter? Viele Anfragen sind auch mit komplexen Graph-Mustern nicht möglich: Welche Personen sind zwischen 18 und 23 Jahre alt? Der Nachname welcher Personen enthält einen Bindestrich? Welche Texte in deutscher Sprache sind in der Ontologie angegeben? Filter als allgemeiner Mechanismus für solche Ausdrucksmittel

50 40/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Filter in SPARQL Beispiel: PREFIX ex: < SELECT?book WHERE {?book ex:publishedby < ex:price?price FILTER (?price < 35) } Schlüsselwort FILTER, gefolgt von Filterausdruck in Klammern Filterbedingungen liefern Wahrheitswerte (und ev. auch Fehler) Viele Filterfunktionen nicht durch RDF spezifiziert Funktionen teils aus XQuery/XPath-Standard für XML übernommen

51 41/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Filterfunktionen: Vergleiche und Arithmetik Vergleichoperatoren: <, =, >, <=, >=,!= Vergleich von Datenliteralen gemäß der jeweils natürlichen Reihenfolge Unterstützung für numerische Datentypen, xsd:datetime, xsd:string (alphabetische Ordnung), xsd:boolean (1 > 0) für andere Typen und sonstige RDF-Elemente nur = und!= verfügbar kein Vergleich von Literalen inkompatibler Typen (z.b. xsd:string und xsd:integer)

52 41/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Filterfunktionen: Vergleiche und Arithmetik Vergleichoperatoren: <, =, >, <=, >=,!= Vergleich von Datenliteralen gemäß der jeweils natürlichen Reihenfolge Unterstützung für numerische Datentypen, xsd:datetime, xsd:string (alphabetische Ordnung), xsd:boolean (1 > 0) für andere Typen und sonstige RDF-Elemente nur = und!= verfügbar kein Vergleich von Literalen inkompatibler Typen (z.b. xsd:string und xsd:integer) Arithmetische Operatoren: +, -, *, / Unterstützung für numerische Datentypen Verwendung zur Kombination von Werten in Filterbedingungen Bsp.: FILTER(?gewicht/(?groesse *?groesse) >= 25 )

53 42/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Filterfunktionen: Spezialfunktionen für RDF SPARQL unterstützt auch RDF-spezifische Filterfunktionen: BOUND(A) true falls A eine gebundene Variable ist isuri(a) true falls A eine URI ist isblank(a) true falls A ein leerer Knoten ist isliteral(a) true falls A ein RDF-Literal ist STR(A) lexikalische Darstellung (xsd:string) von RDF-Literalen oder URIs LANG(A) Sprachcode eines RDF-Literals (xsd:string) oder leerer String falls kein Sprachcode DATATYPE(A) Datentyp-URI eines RDF-Literals (xsd:string bei ungetypten Literalen ohne Sprachangabe)

54 43/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Ausgabeformatierung mit SELECT Bisher waren alle Ergebnisse Tabellen: Ausgabeformat SELECT Syntax: SELECT <Variablenliste> oder SELECT * Vorteil Einfache sequentielle Abarbeitung von Ergebnissen Nachteil Struktur/Beziehungen der Objekte im Ergebnis nicht offensichtlich

55 44/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Ausgabeformatierung mit CONSTRUCT Kodierung von Ergebnissen in RDF-Graphen: Ausgabeformat CONSTRUCT Syntax: CONSTRUCT <RDF-Schablone in Turtle> PREFIX ex: < CONSTRUCT {?person ex:mailbox? .?person ex:telefon?telefon. } WHERE {?person ex: ? .?person ex:tel?telefon. }

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57 45/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Weitere Formate: ASK und DESCRIBE SPARQL unterstützt zwei weitere Ausgabeformate: ASK prüft nur, ob es Ergebnisse gibt, keine Parameter DESCRIBE (informativ) liefert zu jeder gefundenen URI eine RDF-Beschreibung (anwendungsabhängig) DESCRIBE?x WHERE {?x < "1234" } Kann als Ergebnis z.b. die folgende Ausgabe haben (ohne Prefix Deklarationen): _:a exorg:employeeid "1234" ; foaf:mbox_sha1sum "ABCD1234" ; vcard:n [ vcard:family "Smith" ; vcard:given "John" ]. foaf:mbox_sha1sum rdf:type owl:inversefunctionalproperty.

58 46/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Wozu Modifikatoren? Bisher nur grundsätzliche Formatierungseinstellungen für Ergebnisse: Wie kann man definierte Teile der Ergebnismenge abfragen? Wie werden Ergebnisse geordnet? Können wiederholte Ergebniszeilen sofort entfernt werden? Modifikatoren der Lösungssequenz (solution sequence modifiers)

59 47/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Ergebnisse Sortieren Sortierung von Ergebnissen mit Schlüsselwort ORDER BY SELECT?book?price WHERE {?book < } ORDER BY?price

60 47/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Ergebnisse Sortieren Sortierung von Ergebnissen mit Schlüsselwort ORDER BY SELECT?book?price WHERE {?book < } ORDER BY?price Sortierung wie bei Filter-Vergleichoperatoren, Sortierung von URIs alphabetisch als Zeichenketten Reihenfolge zwischen unterschiedlichen Arten von Elementen: Ungebundene Variable < leere Knoten < URIs < RDF-Literale Nicht jede Möglichkeit durch Spezifikation definiert

61 48/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Ergebnisse sortieren Weitere mögliche Angaben: ORDER BY DESC(?price): absteigend ORDER BY ASC(?price): aufsteigend, Voreinstellung ORDER BY DESC(?price),?titel: hierarchische Ordnungskriterien

62 49/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 LIMIT, OFFSET und DISTINCT Einschränkung der Ergebnismenge: LIMIT: maximale Anzahl von Ergebnissen (Tabellenzeilen) OFFSET: Position des ersten gelieferten Ergebnisses SELECT DISTINCT: Entfernung von doppelten Tabellenzeilen SELECT DISTINCT?book?price WHERE {?book < } ORDER BY?price LIMIT 5 OFFSET 25 LIMIT und OFFSET nur mit ORDER BY sinnvoll!

63 50/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 SPARQL 1.1 Erweiterungen SPARQL 1.1 vorerst ausgelassen Aggregate Subqueries Negation Ausdrücke in der SELECT Klausel Property Paths Assignment/Zuweisung CONSTRUCT Kurzform Weitere Funktionen und Operatoren

64 51/51 Birte Glimm Linked Data & SPARQL 12. Mai 2012 Zusammenfassung Die Menge an verfügbaren strukturierten Daten im Web wächst ständig Semantik wird gebraucht, um Daten aus verschiedenen Quellen zu integrieren Abfrage und Visualisierung von Daten in Kombination möglich SPARQL zur Abfrage der Daten kennengelernt Grundlegende Strukturen (Prefixe, Muster) Ausgabeformate Einfache und komplexe Muster (Alternativen, Optionale Teile, Gruppen) Filter Modifikatoren Semantik definiert durch Übersetzung in SPARQL Algebra

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